Essais & Simulations 149

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION Le logiciel m+p Acoustic Control réalise un asservissement en boucle fermée entièrement automatisé, le contrôle s’effectuant sur les signaux temporels sur lesquels est directement appliqué un processus de filtrage numérique récursif en bandes d’octave (ou tiers d’octave), répondant ainsi aux exigences des normes internationales pour les essais acoustiques. De plus, le support technique apporté par l’équipe m+p a permis à Airbus d’obtenir une solution adaptée à leurs besoins spécifiques, notamment en ajoutant une fonction au logiciel m+p Acoustic Control de façon à pouvoir exporter aisément les résultats vers le logiciel de gestion de données d’essais Dynaworks. Pour Mathieu Fernandes, « plusieurs critères rentrent en ligne de compte lorsqu’on évalue un système de contrôle acoustique, tels que l’ergonomie du logiciel, le temps de montée au niveau, la stabilité ou encore les différentes interfaces et interconnexions avec le moyen d’essai. » Parmi les différents fournisseurs évalués, m+p proposait les meilleures solutions techniques afin de répondre au mieux à notre cahier des charges. « Le rayonnement de m+p dans différents centres d’essais à travers monde nous a également permis d’étayer notre choix. Nous avons mis en opération le nouveau système durant l’été 2020. Nous cumulons déjà une vingtaine de campagnes d’essais acoustiques, toutes couronnées de succès. Les techniciens d’essais ont adopté ce nouveau système offrant une grande facilité de prise en main. » En complément de la solution de pilotage m+p Acoustic control, le logiciel m+p Analyzer fourni à Airbus Defence and Space offre la possibilité de réaliser des post-traitements avancés à partir des signaux temporels bruts enregistrés pendant l’essai. Il est ainsi possible d’exporter les résultats vers plusieurs formats de données disponibles, de recalculer des spectres ou tiers d’octave sur des portions précises de signal, de calculer des FFT, des DSP, d’appliquer des filtres... Opération de contrôle acoustique LE TÉLESCOPE SPATIAL DE L’ESA EN TEST CHEZ AIRBUS Le système m+p Acoustic Control a permis notamment de tester Euclid dans la chambre réverbérante d’Airbus : ce télescope spatial de l’ESA mesure 3,74 m de diamètre, pour une longueur de 4,5 m, et une masse totale d’un peu plus de 2 tonnes en incluant son module de service. Avec son télescope à miroir de 1,2 m de diamètre, Euclid est capable de capter les longueurs d’onde dans le spectre visible mais également dans le proche infrarouge. Afin d’accroître encore la fiabilité des essais acoustiques avec la solution m+p Acoustic Control, il est possible d’ajouter un ensemble Watchog qui Opération de contrôle acoustique surveille en permanence et de façon séparée deux voies acoustiques. Cette extension s’appuie sur un frontal additionnel m+p VibPilot, le logiciel m+p Coda VibMonitor et un second PC. Parallèlement au logiciel de pilotage Acoustic control, m+p international peut fournir une solution indépendante de réduction de données avec enregistrement des signaux temporels bruts, basé sur les frontaux m+p VibRunner, permettant entre autres de régler des limites d’alarme et d’arrêt sur chaque voie. La limite d’arrêt déclenche également une sortie logique sur le frontal m+p VibRunner qui, si elle est reliée au système de pilotage Acoustic control, permet d’arrêter l’essai en toute sécurité. Pour une efficacité et une convivialité maximum, ce système de réduction de données est fourni avec la même interface utilisateur que le logiciel de pilotage Acoustic control. Dans le but de fournir à ses clients des solutions toujours plus performantes et à la pointe de la technologies, m+p propose également une solution complète pour réaliser des essais acoustiques en champ direct, sources de bruit incluses par le biais de ses partenaires. Pour cela, un module additionnel sur le système Acoustic Control permet de contrôler un essai en champ direct de façon fiable et reproductible, avec des niveaux pouvant atteindre 155 dB ● 24 IESSAIS & SIMULATIONS • N°149 • mai - juin - juillet 2022

ESSAIS ET MODÉLISATION ANALYSE Chargements multiaxiaux aléatoires – Analyse et développement des outils de synthèse Cet article a pour objectif de présenter l’impact des termes de corrélation ou de phase d’un chargement aléatoire combiné sur l’endommagement d’un système mécanique par rapport à des environnements uniaxiaux appliqués successivement sur les différents axes de sollicitations (norme NF X50 – 144). Cette étude théorique met en évidence - sur une structure et un chargement simple - certaines limites de la norme actuelle décrivant des synthèses uniaxiales et propose une piste d’amélioration. Il s’agit d’une première pierre pour l’élaboration d’une méthode de synthèse de l’environnement pour des chargements mécaniques vibratoires multiaxiaux. Abstract : This article is devoted to the study of the multiaxial loads’ impact on fatigue damage for a mechanical structure compared to uniaxial ones successively applied on each load axis (Standard NF X50 – 144). This theoretical study highlight on a simple structure and load case that some phenomena (modal coupling, correlation, …) not handled by the standard can have a significative effect in some situations. A surface description of the damage spectrum is proposed and a feedback method from this damage surface toward loads is developed for multiaxial environment. This study is a first step for the elaboration of a synthesis method for mecanical loads. MÉTHODE ACTUELLE : CAS D’UNE SOLLICITATION UNIAXIALE La plupart des systèmes mécaniques subissent des accélérations causées par leurs environnements qui ont une influence majeure sur leurs performances et leur durée de vie. Ainsi, il convient d’être en mesure de décrire l’impact de ces vibrations sur le système afin de le dimensionner au mieux. Pour se faire, des mesures d’accélérations – souvent décrites sous formes de Densités Spectrales de Puissance (DSP) lorsqu’elles sont stationnaires – sont relevées puis synthétisées pour simplifier le profil de vie réel et réduire la durée des essais tout en conservant leur équivalence en dommages[1]. Actuellement, ces synthèses sont effectuées indépendamment sur chaque axe afin d’être directement appliquées sur les bancs d’essais qui sont généralement mono-axes. Cependant, le développement industriel de systèmes d’essais multiaxes rend possible l’étude de phénomènes vibratoires combinés. L’objet de cet article est donc d’évaluer l’influence théorique d'un chargement multidirectionnel par rapport au cumul de sollicitations uniaxiales dans le cadre de chargements aléatoires stationnaires gaussiens, en particulier la proximité modale du système et la corrélation du chargement. L’étude théorique est menée sur une poutre sollicitée en flexion – traction combinées dans le domaine linéaire en vibration libre. Cette configuration permet de considérer au premier ordre que la contrainte résultante est la somme des contraintes générées par la flexion et la traction. Le fait d’avoir un état de contraintes uniaxial engendré par un chargement multiaxial permet de simplifier l’étude en évitant d’utiliser un critère d’endommagement multiaxial. Enfin, l’étude s’intéresse aux premiers modes qui possèdent usuellement les plus grandes masses effectives. L’endommagement est déterminé par une méthode statistique dans le domaine spectral basée sur la norme NF X50-144. Afin d’obtenir une image de l’endommagement d’un système linéaire à 1DDL soumis à une sollicitation aléatoire, en fonction de sa fréquence propre et pour un amortissement donné, on utilise un outil statistique appelé Spectre de Dommages par Fatigue (SDF). Ce spectre est applicable uniquement dans le cadre de vibrations aléatoires stationnaires gaussiennes à moyenne nulle et pour des systèmes linéaires[2]. Son expression mathématique est la suivante [1]: ESSAIS & SIMULATIONS • N°149 • mai - juin - juillet 2022 I25